【手続補正書】
【提出日】平成18年3月17日(2006.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】            明細書
【発明の名称】        投射型液晶表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光板の吸収軸方向に対して平行な振動面を有する直線偏光を入射させたときの波長
６１０nm〜６５０nmにおける透過率が ０.１％以下であり、かつ偏光板の吸収軸方向に対して直交する振動面を有する直線偏光を入射させたときの波長６１０nm〜６５０nmにおける透過率が８３％以上である偏光板が、赤色光が透過するラインに組込まれていることを特徴とする投射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は投射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ビデオプロジェクター、データプロジェクターなどで液晶パネルが組込まれた投射型液晶表示装置は、液晶プロジェクターとも呼ばれ、パソコン画面や、映画などを始めとするテレビ画面などをスクリーンに投影して表示するための表示装置として多用されている。
【０００３】
かかる投射型液晶表示装置は、光の三原色、すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光線をそれぞれの色に対応する液晶パネルに投影して各色の画像を得、これをダイクロミックミラーやダイクロイックプリズムなどにより合成して投影することで、フルカラーの映像を得ている。ここで各三原色の光線は、例えばメタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどからの白色光線をダイクロイックミラーなどにより分光して得られている。また、液晶パネルに用いられる偏光板としては通常、各色ともにニュートラルグレーの偏光板が使用されており、光源に対する耐熱性や耐光性の点で、二色性染料が吸着配向した偏光フィルムを有する偏光板が多用されている。
【０００４】
しかし、従来からの投射型液晶表示装置では、自然なカラー表示が得られない場合があり、この傾向は特に人物などを表示した際に顕著となる場合がある。さらに、従来からの投射型液晶表示装置では充分なコントラストや明るさが得られないという傾向もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は、自然な着色で、明るくコントラストに優れた投射型液晶表示装置となし得る偏光板を開発すべく鋭意検討した結果、特定の透過光特性を有する偏光板を赤色光が通る液晶パネルに用いることにより、自然な着色で、明るく、しかもコントラストの高い画像を与える投射型液晶表示装置となし得ることを見出し、本発明に至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、偏光板の吸収軸方向に対して平行な振動面を有する直線偏光を入射させたときの波長６１０nm〜６５０nmにおける透過率が ０.１％以下であり、かつ偏光板の吸収軸方向に対して直交する振動面を有する直線偏光を入射させたときの波長６１０nm〜６５０nmにおける透過率が８３％以上である偏光板が、赤色光が透過するラインに組込まれている投射型液晶表示装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の投射型液晶表示装置に組込まれる偏光板は、偏光板の吸収軸方向に対して平行な振動面を有する直線偏光を入射させたときの波長６１０nm〜６５０nmにおける透過率が０.１％以下である。この透過率が０.１％を超えると、表示画面の十分なコントラストが得られない傾向にある。
また、偏光板の吸収軸方向に対して直交する直線偏光を入射させたときの波長６１０nm〜６５０nmにおける透過率が８３％以上である。この透過率が８３％未満であると、充分な明るさが得られない傾向にある。なお、偏光板の吸収軸方向は、透過軸方向に対して直交する。
【０００８】
このような偏光板は通常、例えば偏光フィルムと、その片面又は両面に積層された保護板とから構成されている。
かかる偏光板を構成する偏光フィルムは、例えばポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させて得ることができる。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムとしては、例えば、ポリ酢酸ビニルがケン化処理されたポリビニルアルコールからなるフィルム、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体（例えば、不飽和カルボン酸、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類など）の共重合体がケン化処理された樹脂からなるフィルムや、これらの樹脂を変性させたポリビニルホルマールのフィルム、ポリビニルアセタールのフィルムなどを挙げることができる。かかるポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常８０〜１００モル％、好ましくは９８モル％以上である。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにおけるポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１０００以上であり、１００００程度以下、好ましくは１５００〜５０００程度、さらに好ましくは２０００〜５０００程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの厚みは、例えば５０〜１５０μｍ程度である。
【０００９】
二色性色素としては、例えば、遊離酸の形で一般式（Ｉ）
2000292781.tif 000001
（式中、Ｍｅは銅、ニッケル、亜鉛又は鉄を表す。Ａ1 は置換されていてもよいフェニル又はナフチル基を表す。Ｂ1 は金属と錯結合している水酸基の隣接位置においてアゾ基と結合しており、置換されていてもよい１−ナフトール又は２−ナフトールの残基を表す。Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、低級アルコキシ基、カルボン酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホンアルキルアミド基、アミノ基、アシルアミノ基、ハロゲン原子又はニトロ基を表す。）
で示される二色性染料〔以下、二色性染料（Ａ）とする。〕、
【００１０】
遊離酸の形で一般式（II）
2000292781.tif 000002
（式中、Ａ3及びＢ3はそれぞれ独立に、置換されていてもよいフェニル又はナフチル基を表し、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、低級アルコキシ基、カルボン酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホンアルキルアミド基、アミノ基、アシルアミノ基、ハロゲン原子又はニトロ基を表し、ｍは０又は１を表す。）
で示される二色性染料〔以下、二色性染料（Ｂ）とする。〕、
【００１１】
遊離酸の形で一般式（III）
Ｑ1−Ｎ＝Ｎ−Ｑ2−Ｘ−Ｑ3−Ｎ＝Ｎ−Ｑ4        （III）
（式中、Ｑ1及びＱ4はそれぞれ独立に、無置換の若しくは置換されたフェニル又は無置換の若しくは置換されたナフチルを表し、Ｑ2及びＱ3はそれぞれ独立に、無置換の又は置換されたフェニレンを表し、Ｘは−Ｎ＝Ｎ−又は−Ｎ（→Ｏ）＝Ｎ−を表す。ただし、Ｘが−Ｎ＝Ｎ−で、かつＱ2及びＱ3が両方とも無置換のフェニレンである場合、Ｑ1及びＱ4が同時にアルキル置換アミノを有し、追加の基で置換されていないか、又はさらにメチルで置換されたフェニルであることはない。）
で示される二色性染料〔以下、二色性染料（Ｃ）とする。〕、
【００１２】
一般式（IV）
2000292781.tif 000003
（式中、Ｍｅは銅、ニッケル、亜鉛及び鉄から選ばれる遷移金属を表し、Ｑ5及びＱ6はそれぞれ独立に、無置換の若しくは置換された１−ナフトール残基又は無置換の若しくは置換された２−ナフトール残基を表し、該ナフトール残基のヒドロキシはアゾ基の隣接位にあって、Ｍｅで表される遷移金属と錯結合しており、Ｙは−Ｎ＝Ｎ−又は−Ｎ（→Ｏ）＝Ｎ−を表し、Ｒ5及びＲ6はそれぞれ独立に水素、低級アルキル、低級アルコキシ又はスルホを表す。）
で示される二色性染料〔以下、二色性染料（Ｄ）とする。〕、
【００１３】
遊離酸の形で下式（Ｖ）又は（VI）
2000292781.tif 000004
（式中、Ｑ1 は無置換の若しくは置換されたフェニル又は無置換の若しくは置換されたナフチルを表し、Ｑ2 はヒドロキシ及び無置換の若しくは置換されたアミノから選ばれる置換基を少なくとも１個有し、さらに置換されていてもよいフェニルを表し、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシ、低級アルキル、低級アルコキシ又は無置換の若しくは置換されたアミノを表す。）
で示されるテトラキスアゾ化合物〔以下、二色性染料（Ｅ）とする。〕、
【００１４】
シー・アイ・ダイレクト・イエロー１２、シー・アイ・ダイレクト・ブルー２０２、シー・アイ・ダイレクト・レッド３１、シー・アイ・ダイレクト・バイオレット９、シー・アイ・ダイレクト・イエロー４４、シー・アイ・ダイレクト・イエロー２８、シー・アイ・ダイレクト・オレンジ１０７、シー・アイ・ダイレクト・レッド７９、シー・アイ・ダイレクト・ブルー７１、シー・アイ・ダイレクト・ブルー７８、シー・アイ・ダイレクト・レッド２、シー・アイ・ダイレクト・レッド８１、シー・アイ・ダイレクト・バイオレット５１、シー・アイ・ダイレクト・オレンジ２６、シー・アイ・ダイレクト・オレンジ３９、シー・アイ・ダイレクト・レッド２４７、シー・アイ・ダイレクト・ブルー１６８、シー・アイ・ダイレクト・グリ−ン８５、シー・アイ・ダイレクト・ブラウン２２３、シー・アイ・ダイレクト・ブラウン１０６、シー・アイ・ダイレクト・イエロー１４２及びシー・アイ・ダイレクト・ブルー１からなる群より選ばれる二色性染料〔以下、二色性染料（Ｆ）とする。〕
などが挙げられる。
【００１５】
二色性染料（Ａ）において、一般式（Ｉ）におけるＭｅとしては、銅原子が好ましく、二色性染料（Ａ）として具体的には、例えば下記（Ｉ−１）〜（Ｉ−２４）で示される化合物が挙げられる。
【００１６】
2000292781.tif 000005
【００１７】
2000292781.tif 000006
【００１８】
2000292781.tif 000007
【００１９】
二色性染料（Ｂ）としては、例えば下記（II−１）〜（II−１１）で示される化合物が挙げられる。
【００２０】
2000292781.tif 000008
【００２１】
二色性染料（Ｃ）としては、例えば下記（III−１）〜（III−２２）で示される化合物が挙げられる。
【００２２】
2000292781.tif 000009
【００２３】
2000292781.tif 000010
【００２４】
2000292781.tif 000011
【００２５】
かかる二色性染料（Ａ）、二色性染料（Ｂ）、二色性染料（Ｃ）は、何れも通常はアルカリ金属塩、中でもナトリウム塩の形で用いられるが、リチウム塩、カリウム塩などの形で用いられても、遊離酸の形で用いられてもよい。また、アンモニウム塩、エタノールアミン塩、アルキルアミン塩などのアミン塩の形で用いてもよい。
【００２６】
二色性染料（Ｄ）において、一般式（IV）におけるＭｅとしては、銅原子が好ましい。
【００２７】
二色性染料（Ｅ）において、一般式（Ｖ）及び一般式（VI）におけるＱ1 はフェニル又はナフチルであり、それぞれ無置換であっても、また置換されていてもよい。フェニルの置換基としては、例えばニトロ、スルホ、スルファモイル、アルキル、アルコキシ、ヒドロキシ、無置換の若しくは置換されたアミノ、カルボキシ、ハロゲノなどが挙げられ、ここでアミノの置換基としては、例えばメチル、エチル、アセチル、β−ヒドロキシエチルなどが挙げられる。またナフチルの置換基としては、ヒドロキシやスルホなどが挙げられる。
【００２８】
Ｑ1 で表されるフェニルとして好ましいものは、無置換フェニルのほか、ニトロ、スルホ、スルファモイル、Ｃ1 〜Ｃ4 アルキル、Ｃ1 〜Ｃ4 アルコキシ、ヒドロキシ、無置換の若しくは置換されたアミノ、カルボキシ及びハロゲノから選ばれる１若しくは２個の置換基で置換されたフェニルである。このような好ましいフェニルは、下記化学式で示される。
2000292781.tif 000012
（式中、Ｒ5 及びＲ6 はそれぞれ独立に、水素、ニトロ、スルホ、スルファモイル、Ｃ1 〜Ｃ4 アルキル、Ｃ1 〜Ｃ4 アルコキシ、ヒドロキシ、無置換の若しくは置換されたアミノ、カルボキシ又はハロゲノを表す。）
なかでも、ニトロ、スルホ、スルファモイル、メチル、エチル、メトキシ、エトキシ、カルボキシ又はクロロで置換されたフェニルが好ましい。
【００２９】
また、Ｑ1 で表されるナフチルは２−ナフチルが好ましく、無置換の２−ナフチルのほか、ヒドロキシ及びスルホから選ばれる１〜３個の置換基で置換された２−ナフチルが挙げられる。このような好ましいナフチルは下記化学式で示される。
2000292781.tif 000013
（式中、Ｒ7 、Ｒ8 及びＲ9 はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシ又はスルホを表す。）
なかでも、スルホで１又は２回置換されたナフチルが好ましい。
【００３０】
一般式（Ｖ）及び一般式（VI）におけるＱ2 は、ヒドロキシ及び無置換の若しくは置換されたアミノから選ばれる置換基を少なくとも１個有し、さらに置換されていてもよいフェニルであり、ここでアミノの置換基としては、例えばメチル、エチル、β−ヒドロキシエチル、β−シアノエチル、アセチル、カルバモイル、メチルスルホニルなどが挙げられる。また、ヒドロキシ及びアミノ以外に、Ｑ2 で表されるフェニルに置換してもよい基としては、スルホ、Ｃ1 〜Ｃ4 アルキル、Ｃ1 〜Ｃ4 アルコキシ、カルボキシなどが挙げられる。
【００３１】
Ｑ2で表されるフェニルは、
(1) ヒドロキシで１〜３回置換されており、さらに無置換の若しくは置換されたアミノ、スルホ、アルキル、アルコキシ又はカルボキシで置換されていてもよいフェニル、あるいは、
(2) 無置換の若しくは置換されたアミノで１又は２回置換されており、さらにヒドロキシ、スルホ、アルキル、アルコキシ又はカルボキシで置換されていてもよいフェニル
であることが好ましい。なかでもＱ2 が４−ヒドロキシフェニルである場合が、好ましいものとして例示される。
【００３２】
一般式（Ｖ）及び一般式（VI）におけるＲ1、Ｒ2、Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ独立に、水素、ヒドロキシ、低級アルキル、低級アルコキシ又は無置換の若しくは置換されたアミノであり、ここで低級アルキル及び低級アルコキシは、それぞれ炭素数１〜４程度であることができ、またアミノの置換基としては、例えばメチル、エチル、アセチル、カルバモイル、メチルスルホニルなどが挙げられる。好ましいＲ1、Ｒ2、Ｒ3 及びＲ4 は、それぞれ独立に、水素、ヒドロキシ、メチル、エチル、メトキシ、エトキシ、アセチルアミノ、メチルスルホニルアミノ、ウレイド又はメチルアミノである。
なお、式（VI）で示される化合物は、式（Ｖ）の化合物において、Ｒ4 がヒドロキシであり、そのヒドロキシと、１−ヒドロキシ−３−スルホ−２，６−ナフチレンのヒドロキシとの間で銅錯体を形成したものである。
【００３３】
このような二色性染料は、何れも公知の方法により製造することができる。例えば二色性染料（Ａ）は、例えば西ドイツ公開特許第３２３６２３８号、特公昭６４−５６２３号公報などに記載される公知の方法に準じて製造することができ、二色性染料（Ｂ）は、例えば特開平２−７５６７２号公報などに記載される公知の方法に準じて製造することができ、二色性染料（Ｃ、Ｄ、Ｅ）は、例えば、 Ind. Eng. Chem., 27, 1045 (1935) や J. Am. Chem. Soc., 73, 1323 (1951) に記載の方法に準じて製造することができる。
かかる二色性染料は、それぞれ１種が用いられてもよいし、２種以上が組み合わされて用いられてもよい。
【００３４】
二色性染料をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに吸着配向するには、例えばポリビニルアルコール系樹脂フィルムを延伸し、二色性染料の水溶液に浸漬すればよい。
【００３５】
浸漬処理において使用する水溶液における二色性染料の濃度は通常、水１００重量部に対して ０.０００１〜１重量部程度であり、水溶液の温度は、通常３０℃〜８５℃程度、好ましくは６０℃〜７５℃程度である。なお、水溶液には染色助剤が添加されていてもよい。例えば染色助剤としてぼう硝を用いる場合、その使用量は、水１００重量部に対して０.５〜１０重量部程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、かかる染色処理の前に水への浸漬処理が施されてもよい。
【００３６】
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸は、二色性染料の水溶液への浸漬処理の前に行ってもよいし、浸漬処理しながら行ってもよく、浸漬処理後に行ってもよい。延伸は通常一軸延伸である。
【００３７】
一軸延伸する方法は特に限定されず、湿式延伸、乾式延伸の何れであってもよい。延伸倍率は、通常４倍以上、好ましくは８倍以下である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾式で一軸延伸するには、通常と同様に、例えばフィルムに後方張力を付与しつつ駆動する加熱ロールに接触させて縦一軸に配向させる方法、一対の加熱ロール間を通過させて圧縮延伸する方法などが挙げられる。加熱ロールの温度は、ポリビニルアルコール系樹脂のガラス転移温度以上であって、１６０℃以下、好ましくは８０〜１３０℃程度である。
【００３８】
このようにして、二色性染料はポリビニルアルコール系樹脂フィルムに吸着配向されるが、二色性染料が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、通常、ほう酸処理が施される。
【００３９】
ほう酸処理は、ほう酸含有水溶液に浸漬することにより行われ、ほう酸含有水溶液におけるほう酸の濃度は特に限定されないが、通常は水１００重量部に対して２〜１５重量部程度、好ましくは５〜１２重量部程度である。
ほう酸含有水溶液の温度は、通常７０〜８５℃、好ましくは７０〜８０℃程度である。処理時間は特に限定されないが、通常は１００〜１２００秒、好ましくは１５０〜６００秒程度である。
【００４０】
ほう酸処理後、通常と同様に水洗、乾燥することにより、偏光フィルムが得られる。
【００４１】
かかる偏光フィルムは、通常、その片面又は両面に保護板が貼合されて用いられる。かかる保護板としては、通常の偏光板に用いられるのと同様のもの、例えばセルロースアセテート系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリエーテルサルフォン系フィルムなどを用いることができる。セルロースアセテート系フィルムとしては例えば、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセチルセルロースフィルムなどが挙げられる。保護板の厚みは特に限定されるものでないが、通常は５０〜２００μｍ程度である。
これらの保護板は、紫外線吸収剤などを含有していてもよく、このような保護板として市販品を用いることもでき、例えば市販のトリアセチルセルロースフィルムとして、コニカ KC80UVSF（コニカ（株）製）やコニカ KC80UVN（コニカ（株）製）などがある。
【００４２】
また、本発明の投射型液晶表示装置に適用される偏光板は、市販されているものであってもよい。このような市販の偏光板としては、例えば住友化学工業(株)製の「スミカランＳＷグレード」などが挙げられる。
【００４３】
かかる偏光板は、投射型液晶表示装置用として最適であり、これを赤色光が透過するラインに使用する液晶パネルに貼合するか、ガラス、例えば表面が反射防止（ＡＲ）処理されたＡＲガラス、ダイクロイックコートガラス、トリミングフィルタ、表面ＡＲ処理レンズ、表面ダイクロイック処理レンズ、ダイクロイックプリズムなどに貼合して液晶パネルのそばに設置することにより、投射型液晶表示装置に組込んで使用される。また、この偏光板に、位相差板、視角拡大フィルムなどの複屈折性フィルム或いはシートを貼合してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の投射型液晶表示装置によれば、従来の投射型液晶表示装置と比較して、自然なカラー表示で、明るさとコントラストが向上しており、投射型液晶表示装置により表示される画像が明るく、くっきりした画面の表示が可能となる。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、偏光フィルムの吸収軸方向と平行な直線偏光の入射光に対する波長６１０nm〜６５０nmにおける透過率及び、偏光フィルムの透過軸方向と平行な直線偏光の入射光に対する波長６１０nm〜６５０nmにおける透過率は、島津製作所製の分光光度計ＵＶ２２００を用いて測定した。
【００４６】
実施例１
市販の偏光板〔「スミカラン SWW832A-HC-AR」、住友化学工業(株)製〕は、その吸収軸に対して平行な振動面を有する直線偏光を照射したときの波長６１０〜６５０nmの範囲における透過率が ０.１％以下であった。また、吸収軸に対して直交する振動面を有する直線偏光を照射したときの波長６１０〜６５０nmの範囲における透過率は８３％以上であった。図１及び図２にこの偏光板の透過スペクトルを示す。図１及び図２において、横軸は透過光の波長（nm）を表し、縦軸は透過率（％）を表す。
【００４７】
投射型液晶表示装置（液晶プロジェクター）の赤色光が透過するライン上のダイクロイックコートしたレンズ及びプリズムに、上記の偏光板を貼合し、赤色用の液晶パネルの前後に配置した。液晶プロジェクターは明るく、くっきりした表示となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施例１で使用した偏光板の吸収軸方向に対して平行する振動面を有する直線偏光の入射光に対する光透過スペクトルを示す図である。
【図２】
実施例１で使用した偏光板の吸収軸方向に対して直交する振動面を有する直線偏光の入射光に対する光透過スペクトルを示す図である。